la tensión axial describe la cantidad de fuerza por unidad de área de sección transversal que actúa en la dirección longitudinal de una viga o eje. la tensión axial puede hacer que un miembro se comprima, se doble, se alargue o falle. Algunas piezas que pueden experimentar una fuerza axial son la construcción de vigas, montantes y varios tipos de ejes. La fórmula más simple para la tensión axial es la fuerza dividida por el área de la sección transversal. Sin embargo, la fuerza que actúa sobre esa sección transversal puede no ser inmediatamente obvia.
Determine la magnitud de la fuerza que actúa directamente normal (perpendicular) a la sección transversal. por ejemplo, si una fuerza lineal se encuentra con la sección transversal en un ángulo de 60 grados, solo una parte de esa fuerza causa directamente tensión axial. use la función trigonométrica sinusoidal para medir cuán perpendicular es la fuerza a la cara; la fuerza axial es igual a la magnitud de la fuerza multiplicada por el seno del ángulo incidente. Si la fuerza entra a 90 grados de la cara, el 100 por ciento de la fuerza es la fuerza axial.
Elija un punto específico en el que analizar la tensión axial. calcular el área de la sección transversal en ese punto.
Calcular la tensión axial debida a la fuerza lineal. esto es igual a la componente de la fuerza lineal perpendicular a la cara dividida por el área de la sección transversal.
Calcule el momento total que actúa sobre la sección transversal de interés. para un haz estático, este momento será igual y opuesto a la suma de momentos que actúan a cada lado de la sección transversal. Hay dos tipos de momentos: momentos directos, aplicados por un soporte en voladizo, y momentos creados sobre la sección transversal por fuerzas verticales. el momento debido a una fuerza vertical es igual a su magnitud por su distancia desde el punto de interés. use la función coseno para calcular la componente vertical de cualquier fuerza lineal aplicada a los extremos del eje.
Calcular la tensión axial debida a los momentos. cuando un momento actúa sobre un eje, crea tensión en la mitad superior o inferior de la misma y compresión en la otra. la tensión es cero a lo largo de la línea que atraviesa el centro del eje (llamado eje neutral) y aumenta linealmente hacia su borde superior e inferior. la fórmula para la tensión debida a la flexión es (m * y) / i, donde m = momento, y = la altura por encima o por debajo del eje neutral, e i = el momento de inercia en el centroide del eje. Se puede pensar en el momento de inercia como la capacidad de un rayo para resistir la flexión. este número es el más fácil de obtener de tablas de cálculos previos para formas de sección transversal comunes.
sume las tensiones causadas por fuerzas lineales y momentos para obtener la tensión axial total para el punto analizado.